公募研究A ０３ 運動タンパク質素子による原形質流動の自律的構築 運動タンパク質素子による原形質流動の自律的構築 い とう こう じ 伊 藤 光 二 動物細胞と違い植物細胞の中では，原形質流動 と呼ばれている非常に速い流動がおきている。 植物細胞において原形質流動がおきている生理 的な理由として，動物と比べて細胞サイズが大き い植物においては単純拡散だけに頼っては栄養 物や代謝物などを細胞内に行き渡らせることが できないので，原形質流動による細胞内拡散が必 要であるため，と考えられている。では，原形質 流動はどのような機構によって起きるのであろ なモデルとして，ミオシンとアクチン繊維および うか？それについては，「分子モーターであるミ 小胞体の３つの分子マシナリーが相互作用する オシンが小胞体などの大型のオルガネラを結合 結果，自律的にアクチン繊維が極性を揃えて配向 しながらアクチン繊維に沿って運動することに し，運動超分子マシナリーである原形質流動装置 よって引き起こされている」ということはわかっ が構築される説が有力となっている。本研究で ている。しかし，ここで問題なのは，ミオシンが は，植物細胞を模した空間的なパターンを施した ランダムな方向に動いたら，異なった方向の流れ 基板に高等植物のシロイヌナズナのミオシンを によって個々の流動は打ち消されるので原形質 結合させ，そこにシロイヌナズナのアクチン繊維 流動は起こり得ない。つまり，原形質流動が起き を入れ，運動しているアクチン繊維間の側面相互 るためには方向性をもったミオシンの運動が必 作用によりアクチン繊維の配向と極性が自律的 要であり，アクチン繊維が極性を揃えて配向する に 構 築 さ れ る 系（人 工 原 形 質 流 動）を つ く る。 必要がある。実際に植物細胞の細胞膜近傍では 様々な幅の人工原形質流動の溝，様々なシロイヌ アクチン繊維が細胞膜に沿って配向し,その極性 ナズナのミオシン，アクチンを試し，さらにアク もほぼそろっている。極性をもったアクチン繊 チン繊維の束化をおこない，これらにより極性を 維に沿ってミオシンが小胞体などの大型のオル 持った配向の起こりやすさがどのように違って ガネラに結合しながら運動するので，原形質流動 くるかを解析することにより原形質流動機構の が起きているのである （図１） 。では，細胞膜に 最大の謎であるアクチン繊維の極性をもった配 沿ってアクチン繊維が一定の極性をもって配向 向の形成機構についての知見を得ることを目的 するのはどのような機構であろうか？その有力 とする。 研究のキーワード：ミオシン，アクチン，原形質流動，植物細胞 研究室HPのURL：h t t p: / / l i f e . s . c hi ba u. j p/ i t o/ −３４−
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